Estudio de viabilidad sobre la implementación de un ciclo orgánico rankine en el actual sistema de generación eléctrica en el Archipiélago de San Andrés

Abstract

En el presente proyecto se realiza la simulación y evaluación energético-económica para determinar la viabilidad de la implementación de un sistema de recuperación de calor, por medio de un ORC (Ciclo Orgánico Rankine) en la central de generación eléctrica de San Andrés (SOPESA). Se caracterizaron los grupos electrógenos que están instalados en la central eléctrica de San Andrés mediante ecuaciones que modelan su comportamiento. Estas ecuaciones se obtuvieron producto de varias regresiones de datos dados por diversos fabricantes de motores (Catherpillar, Cummins y General Electric) con las cuales se determinó la temperatura de los gases de escape, flujo de salida y consumo de combustible. Se caracterizó el ORC en cada una de sus etapas (evaporador, turbina, condensador y bomba), con el fin de establecer las condiciones de trabajo del sistema. Con respecto a la selección del fluido de trabajo, se tuvieron en cuenta varias características deseables, como lo son: Temperatura y presión crítica adecuada, volumen específico pequeño, alto coeficiente de transferencia de calor, baja viscosidad, estabilidad térmica, no ser corrosivo y no tóxico, entre otras. Utilizando Thermoflex, un software especializado en balances energéticos, se simularon casos diferentes variando la carga de los motores y se encontró que el tolueno es el fluido que obtuvo mejores resultados en la evaluación energética y económica, siendo el fluido más eficiente aumentando aproximadamente un 11% la potencia generada del sistema con la implementación del ORC, y con un costo nivelado de energía de 264.162 COP/kW y un retorno de la inversión de 1.30 años.